循环流化床锅炉运行参数对飞灰和灰渣特性的影响

发布时间：2017-05-23 11:02

  本文关键词：循环流化床锅炉运行参数对飞灰和灰渣特性的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：循环流化床锅炉是一种比较成熟的洁净煤燃烧技术,适合我国国情,在我国得到大力发展。但是在运行中出现诸多问题,如结焦、积灰和飞灰含碳量偏高等,均与运行参数有密切关系。 作者以某电厂480t/h循环流化床锅炉为研究对象,针对锅炉运行中存在的问题进行了燃烧调整试验,并研究了飞灰含碳量的分布特性。本文采用压汞仪和扫描电镜分别对不同工况下入炉煤、飞灰和灰渣进行实验研究,并引入分形理论进行分析。在此基础上,提出了循环流化床锅炉运行参数与飞灰和灰渣分形维数的关系式。 通过对480t/h循环流化床锅炉进行的燃烧调整获得了不同负荷下的最佳运行工况,并得出运行参数与飞灰含碳量的关系。结果表明,增加氧量和降低一次风量可以降低飞灰含碳量,风室压力的选择与氧量和一次风量有较大联系,高风压适合低一次风和低氧量运行。 飞灰含碳量随着粒径的变化具有峰值特性,粒径为37μm区飞灰含碳量达到峰值,含碳量大于10%,且份额大约占50%,而4878μm低含碳区飞灰含碳量低于7%。因此峰值区飞灰是造成机械未完全燃烧热损失的主要因素。 压汞实验结果分析表明：飞灰的平均孔隙率(峰值区50.461%、低含碳区34.100%)、比体积(峰值区688.333mm3/g、低含碳区410.400mm3/g)、比表面积(峰值区3.082m2/g、低含碳区2.580m2/g)明显高于煤的平均孔隙率(7.208%)、比体积(71.467mm3/g)、比表面积(0.576m2/g)和灰渣的平均孔隙率(14.277%)、比体积(90.920mm3/g)、比表面积(0.881m2/g)。灰渣由于没有微孔,其平均孔径(9432.196nm)明显较煤(870.654nm)和飞灰(峰值区2037.189nm、低含碳区2079.635nm)大。 煤、飞灰和灰渣具有很好的分形特性,灰渣的分形维数(平均值2.861)普遍比煤(平均值2.527)和飞灰(峰值区2.227、低含碳区2.694)的大,低含碳区飞灰的平均分形维数较峰值区平均分形维数大。对于飞灰而言,在炉内停留时间越长,分形维数越大。 采用SEM图像对峰值区和低含碳区的微观形貌进行了分析,前者飞灰可以分为致密实心体和具有少量孔隙的椎体,后者的飞灰可以分为蜂窝状体、旋涡体和孔隙较大且具有塑形痕迹的不规则体结构。作者应用Hausdorff方法对飞灰扫描电镜(SEM)图像进行表面分形维数计算。结果表明,飞灰的SEM图像具有很好的表面分形特征,与基于压汞实验的飞灰分形维数较为一致。 本文在综合考虑一次风量、氧量、床温、风室压力影响的基础上,提出了分形维数分别与飞灰含碳量和灰渣含碳量之间的关系式。
【关键词】：循环流化床锅炉 运行参数 微观特性 分形维数
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TK229.66
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-8
• 目录8-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 我国能源与环境的现状和发展趋势10-12
• 1.2 循环流化床锅炉技术研究动态12-18
• 1.2.1 宏观技术研究动态13-17
• 1.2.2 微观技术研究动态17-18
• 1.3 课题研究内容18-19
• 1.4 本章小结19-20
• 第二章 分形维数计算方法分析20-30
• 2.1 分形维数的特点20-21
• 2.2 基于压汞实验的分形维数计算方法21-23
• 2.3 基于扫描电镜图像的分形维数的计算方法23-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 480t/h循环流化床锅炉燃烧试验30-42
• 3.1 480t/h循环流化床锅炉概况30-35
• 3.1.1 锅炉系统30-34
• 3.1.2 锅炉存在的问题34-35
• 3.2 燃烧调整试验35-41
• 3.2.1 给煤粒度特性35-37
• 3.2.2 总风量的影响37-39
• 3.2.3 一次风量的影响39-40
• 3.2.4 风室压力的影响40-41
• 3.3 本章小结41-42
• 第四章 480t/h循环流化床锅炉飞灰微观特性分析42-66
• 4.1 燃料微观特性分析42-45
• 4.2 飞灰粒径和含碳量分布特性45-46
• 4.3 运行参数对飞灰孔隙结构特性的影响46-47
• 4.4 运行参数对飞灰分形特性的影响47-58
• 4.4.1 氧量对飞灰分形维数的影响50
• 4.4.2 一次风量对飞灰分形维数的影响50-51
• 4.4.3 风室压力对飞灰分形维数的影响51-52
• 4.4.4 床温对飞灰分形维数的影响52-53
• 4.4.5 运行参数与飞灰分形维数的耦合53-55
• 4.4.6 飞灰粒径对分形维数的影响55-58
• 4.5 飞灰扫描电镜图像分析58-64
• 4.6 本章小结64-66
• 第五章 480t/h循环流化床锅炉灰渣微观特性66-74
• 5.1 灰渣孔隙结构特征及随运行参数的变化66-67
• 5.2 运行参数对灰渣分形特性的影响67-71
• 5.3 灰渣与燃料和飞灰微观特性的比较71-73
• 5.4 本章小结73-74
• 第六章 全文总结74-76
• 6.1 总结74-75
• 6.2 展望75-76
• 参考文献76-80
• 致谢80-82
• 硕士期间发表论文82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王信茂;;对“十二五”加快电力发展方式转变的思考[J];能源技术经济;2010年05期

2 申莉,刘德昌,张世红,郭强;影响循环流化床锅炉燃烧效率的因素分析及改善措施[J];动力工程;2002年06期

3 杨建华;杨海瑞;岳光溪;;循环流化床锅炉改变床存量的燃烧试验[J];动力工程;2009年06期

4 杨海瑞,肖显斌,王进伟,王宇,赵新木;循环流化床锅炉床压降对飞灰含碳量的影响[J];电站系统工程;2005年03期

5 谭桂蓉;吴秀俊;;CFB脱硫灰渣的性能及应用研究[J];粉煤灰综合利用;2009年04期

6 郑洽余，，刘信刚，金燕;循环流化床锅炉燃烧室内焦炭粒子燃烧特性的研究[J];工程热物理学报;1995年01期

7 李俊,田子平,熊天柱,陈永国,缪正清;降低循环流化床飞灰可燃物[J];锅炉技术;2004年04期

8 陈继辉;卢啸风;;二次风环境下循环流化床流体动力学的研究进展[J];锅炉技术;2008年03期

9 张寿岩;刘坤;吕海生;郭涛;李强;;大型CFB锅炉的技术改进与参数优化[J];电站系统工程;2011年04期

10 惠建飞;;大型CFB锅炉运行中的主要问题及解决策略[J];华北电力技术;2008年11期

  本文关键词：循环流化床锅炉运行参数对飞灰和灰渣特性的影响，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：387725